特立獨行的19顆小行星,軌道與黃道平面垂直,竟是太陽「偷」來的

2020-12-04 寰宇科學新觀察

一組天文學家在上個星期向外宣布,他們已經確認了19顆在一個特殊的軌道上繞太陽運行的外來小行星。他們認為,這些小行星可能是45億年前,太陽在誕生的「陣痛」中從附近的恆星那裡偷走的。如今,這些小行星與一類被稱為半人馬小行星(一類在木星軌道和海王星軌道之間繞日運行的冰凍小行星)混合,天文學家們有時候很難將它們分辨出來。

但與半人馬小行星不同的是,這些外來的小行星的軌道,偏離太陽的黃道平面(各大行星和系內小行星繞太陽運轉的一個大致的圓盤狀平面)非常遠。我們知道,因為大多數的星系都是由一個盤狀星雲演變而來的,所以本星系的行星一定會在同一個平面(太陽性稱為黃道面)上繞恆星運行。如果星系中出現了與黃道面夾角非常大的天體,那麼這些天體很有可能是系外來客。

法國藍色天文臺的天文學家法蒂·納穆尼(Fathi Namouni)和巴西保利斯塔大學的天文學家瑪麗亞海倫娜·莫賴斯(Maria Helena Morais)上周在英國皇家天文學會的月刊上公布了他們共同的研究結果。

莫賴斯博士在英國皇家天文學會發表的一份聲明中說,研究這些古怪的小行星「將為我們提供有關太陽早期誕生星團的線索,星際小行星捕獲是如何發生的,以及星際物質在化學上豐富太陽系並塑造其演化過程中所起的作用。」

這項新的工作是在一系列外星巖石和彗星侵入甚至佔據我們的太陽系空間的發現之後進行的,更多的證據表明,宇宙中看似不同和孤立的領域,事實上正在宇宙時間的巨大跨度中把它們混合在一起。

最先被發現的外來小行星是烏穆阿穆阿(Oumuamua),這是一塊貧瘠的雪茄狀巖石,後來被鑑定為一顆惰性彗星。去年,天文學家們發現了一顆更為熟悉的彗星,2I/Borisov,來自太陽系外。當它試圖逃離太陽的引力時,它似乎正在發生碎裂。這些被發現的外來小行星,大多是「過客」,它們只會在太陽系中停留一段時間,最終會逃離太陽的引力繼續在茫茫太空中漫遊。然而兩年前,納穆尼博士和莫賴斯博士首次確認了一顆在太陽系中有「永久居留權」的外來小行星,它在木星附近繞太陽運行,但公轉防線與木星完全相反。

當時,兩位天文學家認為太陽系中還有更多的外來小行星,但它們運行的軌道幾乎與黃道面垂直,因此我們很難發現它們。後來他們利用計算機模擬將宇宙時鐘倒回太陽系的開始,並根據這些數據在垂直軌道上發現了十幾顆外來小行星。納穆尼博士稱這些軌道遠離黃道面的小行星為高傾角小行星。

天文學家認為,太陽和附近的一些恆星的誕生,是由原恆星物質、氣體和塵埃組成的稠密雲崩塌形成的,這可能是由於附近的超新星爆炸所導致的結果。當太陽形成時,其黃道平面上已經運行著大量的氣體和塵埃,行星和大多數小行星最終將佔據這個平面。但是天文學家追蹤到的19顆小行星並不是那個圓盤的一部分。事實上它們是在一個垂直於太陽系的平面上運行的,並且它們的運行軌道比其他將成為行星的物體離太陽遠得多。因此它們可能屬於其他恆星。

然而,在出生星團的近處,恆星很容易從彼此之間偷走遊蕩的小行星。宇宙歷史的任何細節現在都已丟失。納穆尼博士說:「我們不能說它們是被太陽從一顆恆星上被奪走的。它們可能在不同的時間被太陽從不同的恆星上被搶走。」

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